JP2013516056A - ビジョンシステムを含むウェハハンドラ - Google Patents

Abstract

本発明によると、粘着性フィルム（２）上にマウントされたウェハ（１）を装填するためのウェハ装填ステーション（３）と；粘着性フィルムにテンションを加えるためのテンショナー（３０）と；前記ウェハから複数のデバイスを連続してピッキングするためのピッキングモジュール（６６）と；前記ウェハまたは前記ウェハの各部分の第一の画像をキャプチャするための一つまたは複数のカメラ（５０）を有するビジョンシステム（５、５０）とを含むウェハハンドラを提供し、前記第一の画像が複数のデバイスを含んでおり、前記ビジョンシステムは、前記第一の画像から複数のデバイスの個別位置を判定するために配置されており、ウェハハンドラはさらに、前記ピッキングモジュール（６６）の近位に位置決めされピッキングすべきデバイスの第二の画像をキャプチャするために配置された追加のカメラ（６３）を含み、第二の画像は、ピッキングすべきデバイスをピッキングモジュールの下でセンタリングすることを目的として、ウェハの精細な調整をするために使用される。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体産業におけるウェハの外観検査に関するものである。

集積回路は一般的に、さまざまなイメージング、被着およびエッチングのステップを含むプロセスで製造され、ドーピングおよびクリーニング作業によって補完される。
複数のデバイス（複数のダイまたはチップ）は、ウェハと呼ばれる一枚のスライス状のシリコンで生産されることが多い。
ウェハ上の各チップは、ウェハ試験として公知のプロセスで自動試験装置を用いて試験される。
この試験の結果、ウェハ内の各デバイスは、品質により分類される。
単純な試験においては、デバイスは単に「優良」または「不良」として分類される。
さらに細かい分類が用いられることもあり、その場合デバイスは「第一級」、「第二級」などとして分類される。

この試験の前または後で、ウェハはストリートに沿ってカットされて、複数の別個のデバイスが切り離された。
このプロセスは時としてウェハダイシングと呼ばれ、ダイシングしたウェハを生産する。
ダイシングは、デバイスに損傷を与え、その表面に粒子を落下させる可能性がある。
時には、不良デバイスがダイシングしたウェハから除去され、部分的なウェハが生産される。

図１は、この分離プロセス後の典型的なダイシングしたウェハ１を示している。
一枚のウェハは、ウェハのサイズおよび各々のデバイスの寸法に応じて、数百、数千または１０万個超のデバイス１０を有することができる。
複数の異なるデバイスが互いに分離されているため、それらは多くの場合、プラスチックフィルム２（時として粘着性フィルムと呼ばれる）上に接着によって保持される。
図１の例においては、粘着性フィルム上で一部のデバイスが欠落しているが、これは例えば、ウェハ試験後に意図的に取り除かれたからか、あるいは、チップの分離中または粘着性フィルムの搬送中などに発生し得るさまざまな問題の結果である。
「部分的なウェハ」とは、一部のデバイスが欠落しているダイシングしたウェハを意味する。

他のデバイス生産プロセスも結果として、粘着性フィルム上に接着によってマウントされた、複数の分離化されたデバイスの類似のセットをもたらす。
本出願においては、フィルム上のこれらの個別デバイスのセットは、「ウェハ」と呼び、たとえそれらが一枚のシリコンウェハにおける複数のダイの分離化の結果として得られるものでない場合も含む。

ウェハ上の複数のデバイス１０は、次にピッキングステーションで個別にピッキングされ、セラミック製またはプラスチック製のハウジング内にパッケージングされて、最終集積回路を構築する。

多くの場合、ウェハの各デバイスを個別に試験する必要がある。
このデバイス試験は、ウェハ試験の後に、かつ付加的に実施される。
デバイス試験の目的は、不良デバイス、すなわち機械的問題（例えば亀裂など）または電気的問題を有するチップを除去することにある。
この新しい試験の後、優良デバイスは例えば粘着性フィルム上に再設置されるかまたは、例えば搬送管内またはテープ内のようなデバイス収納システム内に装填される。

図２は、ウェハ内のデバイスを試験するための、典型的な試験配置を概略的に示している。
図の右側部分で、粘着性フィルム上にマウントされた複数のウェハ１がスタック３を形成している。
ウェハは、ウェハを移動させるウェハフィーダ４０によって、スタックから、図の左側部分にある試験機６へと連続して装填される。
この例において、試験機はタレット６５を含み、該タレットが有する複数の真空ノズル６６がタレット６５の回りを回転している。
ウェハの複数のデバイス１０は、試験機の装填ステーションにおいてノズル６６の一つによって連続的にピッキングされ、さまざまな電気的、機械的および／または光学的試験をデバイスに行なうために、複数の試験ステーション６１を通ってタレットによって循環させられる。
試験に合格しなかったデバイスは、優良デバイスと区別するために除去またはマーキングされる。
優良デバイスは、試験の後に粘着性フィルム上に再設置されるか、またはアウトプットステーションでデバイス収納システム内に装填される。
試験機６の動作は、例えばコンピュータワークステーション５である処理システムによって制御される。

前述のとおり、試験すべきウェハ１は不完全であり得、空隙、すなわちいかなるデバイスによっても占有されていない可能性のある位置を含む。
複数の空隙１３を有する部分的なウェハの一例が図３に示されている。

ウェハ試験が事前に行なわれている場合、ウェハ内に存在するデバイス１１の一部はすでに不良と識別（またはインク付け）されてしまっているかもしれない。
さらに、ウェハは多くの場合、ウェハ整列のための特殊なマーキングを有する基準デバイスと呼ばれる特徴的なデバイス１２を含み、これらの特徴的なデバイスは通常使用されず、ピッキングする必要がない。
ウェハまたはウェハが上にマウントされているフィルム２には、この特徴的なウェハを識別するための何らかのマーキング（図示せず）、例えばバーコードまたは２Ｄデータマトリクスが具備されている場合がある。
図３上の符号１０は、「ピッキング可能な」デバイス、すなわち優良であることが自明で試験する必要のあるデバイスに対応する。
不良であることがわかっているデバイスは、ピッキングをする必要も試験する必要もない。

図を見ればわかるように、ウェハの位置全てにピッキング可能なデバイス１０が入っているわけではない。
試験機６は、ピッキング可能なデバイス１０の位置を知らないことから、多くの場合、不良であることがわかっているデバイス１１、基準デバイス１２または空隙位置１３からデバイスをピッキングしようと試みる。
これらの位置からのピッキングおよび試験は、処理量、すなわち試験機６が毎時または毎日実施できる有意な試験の数を低減させる。

この問題を部分的に解決するため、ウェハ内のデバイスの数およびピッキング可能なデバイスの位置を表示するウェハマップを使用することがすでに提示されてきた。
このようなウェハマップは、例えばウェハがダイシングされる前のウェハ試験中に生成可能である。
それは多くの場合、例えばウェハ試験中に予め判定した各デバイスの状態が一つの文字で明記される単純なＡＳＣＩＩファイルで構成されている。

図３の部分的なウェハに対応するウェハマップ２０の一例は図４に示されている。
この例では、ウェハマップは、それが対応しているウェハと同じ数の行と列のマトリクスを含んでいる。
この例において基準デバイスを含む、不良であることがわかっている各デバイスは、Ｘという文字で表示され、各空隙（デバイスが全くない位置）がゼロ（「０」）でマーキングされている。
「１」は、ピッキング可能なデバイス、すなわちピッキングおよび試験するに値する優良性が自明のデバイスの位置を示す。

このウェハマップは、多くの場合、ワークステーション５内の適切なソフトウェアプログラムによってロードされ得るファイル２１内に記憶されている。
ワークステーションは、この情報を用いて、試験機６の下のウェハの変位を制御し、こうしてこのウェハマップの例においては「１」でマーキングされたピッキング可能な位置からだけデバイスをピッキングし試験する。

実際には、ウェハマップの使用は、数多くの障害を生じさせることが多い。
第一に、ウェハマップは、多くの場合、例えば異なる工場または異なる部屋である、個別デバイス試験が行なわれる場所とは異なる場所でウェハ試験中に生成される。
したがって、ウェハマップをこの遠隔の場所から移送してワークステーション５内にロードする必要がある。
ウェハマップが喪失したりまたは対応するウェハのデバイス試験に間に合うように受領されないという状況が発生する。
この場合、試験機６はこのデータなしで続行し、ウェハ上の考えられる全てのデバイスの場所を試行する必要があり、その結果試験プロセスは緩慢になる。

同様に、ウェハマップおよびウェハが混同される場合もあり、現在試験されているウェハに対応しないウェハマップがワークステーション５内にロードされることもある。
このような場合、試験機６は、空隙位置からデバイスをピッキングしようとするかまたはすでに不良であることあるいは欠落していることがわかっている不良デバイスを試験するかあるいは優良な可能性のあるデバイスを無視するかもしれない。

その上、一般的なウェハマップ２０は、ウェハに対応するマトリクスにおいてどのセルが優良および不良デバイスにより占有されているかだけを表示し、ピッキング可能なデバイスの配向および位置を提供しない。
作動中に、例えば予定の場所との関係においてシフトおよび／または回転しているような、デバイスが粘着性フィルム２上でわずかに誤配置されることが多く発生する。
この場合、試験機の装填ステーションにある真空ノズル６６は、誤配置されたまたは配向がずれたデバイスを高い信頼性でピッキングするのが困難になるかもしれない。
配向および位置を補正しノズル下でデバイスをセンタリングするため、このピッキングノズルの近くに付加的なカメラが具備される場合がある。
このカメラの視野は必然的に狭く、予定の位置を大きく外れて変位してしまったデバイスを包含しない。
それ故、この段階では、わずかな補正しか行なうことができない。

同様に、基準デバイスおよび他のマーキングの位置に基づいてウェハを整列させセンタリングするためにもカメラが使用されることが多い。
これらのカメラはウェハの全体的な位置および配向を送出するにすぎず、各デバイスの個別の位置および配向は送出しない。

一つまたは複数のデバイスが例えば１×１ｍｍ未満の上面表面積などの小さな寸法を有する場合、問題はさらに悪化する。
この場合、ピッキングエラーの危険性は極めて高い。実際、ピッキングノズルは、第一のデバイスまたはウェハ上のデバイスをピッキングするためにウェハとの関係において長い距離を走行しなければならない。
この初期変位中に累積するエラーはきわめて大きいものになり得、ピッキングノズルが、意図された第一のピッキング可能なデバイスをピッキングする代りに第一のピッキング可能なデバイスの隣接デバイスから開始することもおきてしまう。
第一のデバイスが優良デバイスではなく、ウェハがピッキング毎に一つのデバイスずつずれてしまうことから、ピッキングシーケンス全体がずれてしまう可能性がある。

したがって、本発明の目的は、先行技術のこれらの問題を解決するための配置および方法を提供することにある。

特開２０００−０１２５７１号公報は、保持シート内の複数の半導体チップが低倍率の第一のカメラにより認識され、前記の認識により低品位マーキングがないと判断された一つの半導体チップが高倍率の第二のカメラにより認識され、この認識に基づいて、ＸＹテーブルが操作されピックアップ手段によるピックアップのために一つの半導体チップを位置決めするという、位置決め方法を開示している。

特開２０００−０１２５７１号公報で開示されている装置は、第一の画像から複数のデバイスの個別の位置を判定するために配置されるビジョンシステムを有していない。
特開２０００−０１２５７１号公報の装置のＸＹテーブルは、第二のカメラによる認識に基づいて移動させられ、こうしてピッキングすべきデバイスの場所特定が遅延させられる。
特開２０００−０１２５７１号公報の装置のＸＹテーブルは、第二のカメラによる認識に基づいて、初めてかつ一回だけ移動させられる。
したがって、ピックアップのためのピックアップ手段６の一般的領域までピッキングすべきデバイスを移動させるために、ＸＹテーブルは大規模な移動をする必要がある。
特開２０００−０１２５７１号公報の装置は、ピックアップ手段６の下でピッキングすべきデバイスをセンタリングできるようにＸＹテーブルの精細な移動を提供するものではない。
したがって、特開２０００−０１２５７１号公報の装置において、ピッキングすべきデバイスは、ピックアップ手段６がデバイスをピッキングする時にセンタリングされていないかもしれない。
ピッキングすべきデバイスがセンタリングされていない場合、ピックアップ手段６がデバイスをしっかりピッキングしない危険性が高く、デバイスは、ピッキング中にピッキング手段から外れて落下するかもしれない。
例えば、ピッキングすべきデバイスがピックアップ手段６の下でセンタリングされていない場合、ピックアップ手段６は、デバイスの極縁部と係合して、ピッキングすべきデバイスの把持に支障をきたすかもしれない。
ピックアップ手段６が次にウェハからデバイスを持ち上げようとした場合、デバイスはピックアップ手段から外れて落下するかまたは所望されない配向へと移動し、こうしてその後のデバイスの設置に問題が生じることになる。

したがって、ピッキングすべきデバイスの場所を迅速に特定し、ピックアップのために最適な位置に来るようにピッキングすべき前記デバイスを正確に位置決めすることは、特開２０００−０１２５７１号公報の装置によっては達成され得ないのである。

本発明によると、これらの目的は、粘着性フィルム上にマウントされたダイシングしたウェハを装填するためのウェハ装填ステーション、粘着性フィルムにテンションを加えるためのテンショナー、前記ウェハから複数のデバイスを連続的にピッキングするためのピッキングモジュール、および複数のデバイスを有する、ウェハまたは前記ウェハの各部分の画像をキャプチャするための一つまたは複数のカメラを有するビジョンシステムを含む、ウェハハンドラを用いて達成される。

こうして、ウェハを確認し、デバイスがダイシングしたウェハからピッキングされる直前にこのウェハのロケーションマップを作成することで、異なる場所で予め作成されたウェハマップを使用した場合におきる混同の危険性を回避する、という利点が得られる。
ウェハ位置付けマップの生成と、このウェハからのデバイスのピッキングに同じ機械が使用されることから、ピッキング機を制御するために誤ったウェハマップを使用してしまう危険性は完全に回避される。

一実施形態において、ビジョンシステムは、第一の画像から複数のデバイスさらには粘着性フィルム上に存在する全てのデバイスの個別の位置および配向を判定するように配置されている。
こうして、各デバイスの位置および配向を判定するために単一の画像が用いられ、こうして、ピッキングすべき各デバイスの個別の画像をキャプチャするのに必要であると考えられる時間や障害が回避される。

ビジョンシステムによりキャプチャされる画像は、なかでも、ピッキングモジュールの制御のために使用することができる。
一実施形態では、ウェハはウェハ変位ユニットにより移動させられて、ピッキングすべき各デバイスをピッキングモジュールの下、例えば真空ノズルの下で連続的にセンタリングする。
好ましくは、ウェハの連続的変位は、ピッキング可能な位置のリストを通して最短経路に沿ってウェハを移動させるように、ビジョンシステムによって制御され、第一の画像に応じて決定される。

一実施形態においては、ピッキングすべきデバイスがピッキングモジュールの下に移動させられた時点で、このデバイスの高解像度の第二の画像がキャプチャされる。
この第二の画像は、ピッキングモジュールの下でのウェハの精細な調整およびセンタリングのために用いられる。
好ましくは、この第二の画像の視野は第一の画像のものよりもはるかに小さく、ピッキングすべきデバイスだけかまたはこのデバイスとその直近のデバイスだけを表示する。
ピッキング可能なデバイスの大まかな位置は第一の大きな視野の画像から読取れることから、ピッキング不能位置での画像キャプチャのための時間的損失は一切無く、ピッキング可能なデバイスの大まかな位置まで非常に迅速にかつ直接的にウェハを移動させることができ、そこで、視界の狭い第二の高解像度画像が整列および配向の微細な補正を目的としてキャプチャされる。

一実施形態において、ダイシングしたウェハが設置される粘着性フィルムには、例えばバーコードまたはデータマトリクスであるコードが含まれる。
ビジョンシステムによりキャプチャされた第一の画像は、このコードを包含し、このコードはデコードされる。
こうして、映像は、ウェハの位置および／または配向、ウェハ内の各デバイスの個別の位置および／または配向に応じて決まるデータ、ならびに前記コードに応じて決まる付随データを生成する。一実施形態では、コードはウェハの識別情報を含む。

本発明は、一例として提供され図中に示されている一実施形態についての記載からより良く理解されるものである。

粘着性フィルム上のウェハの図である。 従来のウェハハンドラの概略図を示し、ここでピッキングモジュールは、予め判定したウェハマップによって制御されている。 複数のピッキング可能位置を示す粘着性フィルム上のウェハの図であり、ここで、インク付けされた一部の位置は不良デバイスに対応し、一部の位置は欠落したデバイスに対応し、一部は基準デバイスに対応している。 先行技術に係るウェハマップの一例である。 本発明に係るウェハハンドラの概略図であり、ここでピッキングモジュールは、予め判定したウェハマップによって制御されている。 本発明のビジョンシステムによって生成されるデータの一例を示す。 ウェハの全体的傾斜角度を示す粘着性フィルム上のウェハの図である。 ウェハ内の数個の誤整列デバイス全体にわたる拡大図である。 ウェハ内の数個の誤配向デバイス全体にわたる拡大図である。 第一のピッキング可能なデバイスの位置を示す、粘着性フィルム上のウェハの図である。 ウェハが、事前に識別された二つの異なる品質を有する二つのタイプのデバイスを含む、一枚の粘着性フィルム上のウェハの図である。 ピッキング作業後に残った「スケルトン」を示す、粘着性フィルム上のウェハの図である。

本明細書および請求の範囲において、「ウェハ」という用語は、通常はシリコン製のまたは他の任意の半導体元素製の完全なまたは部分的なあらゆるウェハを表わしている。
ウェハは、モノブロックであるかまたは、異なるデバイスが互いに分離されている場合にはダイシング（カット／分離化）されている可能性がある。
「ウェハ」という表現は本出願において、試験およびさらなる処理のため相次いでピッキングされ得る他のピッキング可能なデバイスのセットを呼称するためにも使用されている。
これには、非限定的に以下のものが含まれる：
−ウェハセラミックフレーム；
−一つまたは複数のウェハにあるデバイスが、初期の配置とは異なる配置で粘着性フィルム上に設置されている、再装着（または再構築）されたウェハ；および
−リードフレームストリップから成形プロセスを用いて製造され、粘着性フィルム上に設置され、分離化された、ＱＦＮデバイスなどの他のデバイス。

これらの粘着性フィルム上の異なる配置および他の類似の配置の分離化された複数のデバイスの全てを、本出願中で「ウェハ」と呼ぶ。

図５は、本発明に係るウェハハンドラを概略的に示している。
例示された配置には、ウェハ装填機３が含まれ、ここで、試験すべき複数のデバイスを有する複数のウェハ１が図の右側部分でスタック３を形成している。
このスタック内のウェハ１は、ウェハフィーダ４０で図の左側部分にある試験機６まで連続的に捕捉され移送される。符号３０はテンショナーすなわち、ウェハが接着的にマウントされている粘着性フィルムにテンションを加えて、それをしっかりと平坦に保持するための機器を表わしている。
テンショナーは、フィルムを保持する調節可能なフレームを含んでいてよい。

試験機６は、この実施例において、例えば減圧によりタレットの下にデバイスを保持するための真空ノズル６６である複数のピッキングモジュール６６を有する、回転式タレット６５を含む。
真空ノズルによって保持されたデバイスは、タレットがその回転でインデキシングされると、一つの試験ステーション６１から次の試験ステーションまで移動させられる。試験には例えば電気、機械および／または光学試験が含まれていてよい。
デバイスとしては、例えば非限定的にＬＥＤまたはＱＦＮコンポーネントなどのパッケージ化されたデバイスまたはダイが含まれていてよい。

第一のカメラ５０は、ウェハフィーダ４０上で、ウェハ装填ステーション３からタレット６まで移送される間に粘着性フィルム上のダイシングしたウェハ１の画像をキャプチャする。
好ましくは、カメラ５０はウェハ全体の画像をキャプチャできる、広角レンズと比較的低い解像度とを有する工業用ビデオカメラである。
例えば４台といった複数のカメラを互いに隣接して取り付け、１２インチウェハなどの非常に大きなウェハの画像をキャプチャするようにしてもよい。
別の実施形態では、同じカメラが大きいウェハに対し相対的に移動させられて、複数の連続する段階でウェハの高解像度の単一の第一の画像をキャプチャする。
好ましくは、同じウェハまたはウェハの各部分の多数の画像を、異なる照明条件下で連続的にキャプチャし、マージすることで、より多くの情報を提供する一つの高解像度画像を生成する。

カメラ５０は、画像およびデータデジタル処理システム５に接続されており、これらの要素５および５０は共に組合わされてビジョンシステムを形成する。
このビジョンシステムは、第一の画像から、ウェハロケーションマップ、すなわち、ウェハの各デバイスの少なくとも大まかな位置および／または配向を示すファイルまたはデータを生成する。
これに関連して、位置決定は、誤差が個別のデバイスのサイズの０．２５〜２倍である場合におおまかであると言われる。

好ましくは、ビジョンシステム５、５０は同様に、例えば時刻、機械の識別情報、および／または特に特定の製造バッチ、ロットまたは注文に属している場合に特定のウェハを識別できる粘着性フィルム上のバーコードなどのコードもしくはデータマトリクスからデコードされたデータなどを含めた、付加的なメタデータも測定し、ウェハロケーションマップに追加する。

コード１６に加えて、テンショナーまたはテンショナーにより保持されている粘着性フィルムは、一つまたは複数のマーカーを含むことができ、このマーカーは、ビジョンシステムにより認識されることができ、かつウェハ装填機からタレットまで移動する場合にそしてタレットの下でテンショナーを位置決めするために使用され得る。

ビジョンシステム５、５０によって生成されたウェハロケーションマップは、デバイスがウェハから連続的にピッキングされる装填ステーション７２において、ピッキングモジュール６６の下でウェハを位置決めし配向するために、試験機６によって使用される。
好ましい実施形態においては、ピッキングモジュール６６の下でデバイスの第２の精密な画像をキャプチャするため、そしてピッキングすべき連続する各デバイスの精細な位置調整およびセンタリングを行うために、付加的なより高解像度のカメラ６３が具備される。

こうして、一実施形態において、カメラ５０によりキャプチャされた第一の画像は、インプットノズル６６の下にピッキング可能な位置を連続的に設置させる目的で、ウェハを大まかに変位させるために使用される。精細なセンタリングおよび調整は、第二のカメラ６３でキャプチャされた画像に基づくものである。
したがって、第一のカメラ５０の一利点は、いかなるデバイス、またはいかなる優良デバイスも存在しないピッキングノズル６６の下の位置でのウェハの移動をさせないことにある。

ウェハの複数のデバイスは、試験機６の装填ステーション７２でノズル６６のうちの一つによって連続的にピッキングされ、タレット６５により循環させられて、さまざまな電気的、機械的および／または光学的試験を行なうための複数の試験ステーション６１内を通過する。試験に合格しなかったデバイスは、取り除かれるか、またはそれらの合格しなかったデバイスを優良デバイスと区別するためにマーキングされる。試験機６の動作は、ビジョンシステム５、５０によって生成されたウェハロケーションマップにより制御される。

ウェハロケーションマップの一例が図６に示されている。
このマップは、コンピュータファイル内に記憶され、該コンピュータファイルは、好ましくは、例えばコードまたはデータマトリクスから読み取られたウェハ識別情報（ｗａｆｅｒ−ｉｄ）、粘着性フィルム２上のウェハ１の全体的な位置および配向を示すためのウェハ配向および位置表示θ、Ｘ、Ｙ、ならびにウェハの各々の個別デバイスの配向および位置を示すためのデバイスの配向および位置表示のマトリクスθ_ｉｊ、Ｘ_ｉｊ、Ｙ_ｉｊを含む。
任意には、品質表示Ｓ_ｉｊが各デバイスに付随する品質を示し、例えば、デバイスが優良であるか、インク付けされている（不良）か、基準であるか、または特別な品質のものであるかなどを示す。

図６のウェハロケーションマップは単純なＡＳＣＩＩファイルである。
ＸＭＬファイルを含む他のファイル構造、または例えばデータベースシステム内での記録として記憶装置が好まれ得る。

図７は、粘着性フィルム２上のウェハ１の全体的な配向を定義する全体的配向角度θを示している。
この角度は、好ましくは、ビジョンシステム５、５０により測定され、ウェハロケーションマップ内に記憶される。
これは、ピッキングモジュールが正しい配向に沿ってデバイスの連続的横列（または縦列）を走査するために使用され得る。

図８は、ウェハ内のデバイス１０１〜１０４および１０５〜１０８の二本の連続する横列を示している。
ピックアンドプレース機器の不正確さのために、この機器がデバイスを粘着性フィルム上に設置するときに、デバイスがシフトされまたは回転させられてしまうかもしれない。
したがって、図示されている通り、粘着性フィルム上のデバイスの位置は予定されるものと異なる位置および配向であるかもしれない。
実施例において、デバイスは、誤整列され垂直軸Ｙに沿って変位させられている。
試験ステーション６のピッキングモジュール６６が、図に示されたＺ形状のラインに沿ってデバイスをピッキングする場合、第一のデバイス１０１および１０２は正しくピッキングされ、第三のデバイスはその縁部の極近で捕捉され、傾動してしまうかもしれない。
次のデバイス１０４は、第一の横列の走査中にピッキングされることはない。

デバイス１０５および１０６は、正しくピッキングされるが、１０７および１０８はピッキングされ損なう。
第一の横列に属するデバイス１０４が１０８に代わってピッキングされる。
これは、ウェハ上のデバイスの誤整列がピッキングの失敗およびデバイスの混同を導き得ることを示している。
したがって、ピッキングモジュール６６の下のウェハの位置の補正は、これらのエラーを補うために有用である。

ウェハの全体的な誤配向とは独立して、各デバイスｉ、ｊは、図９に示されているとおり、その独自の配向誤差θ_ｉｊを有するかもしれない。
この個別の配向は、ピッキングノズルの下でデバイス（例えば一つのデバイス）をセンタリングし配向する目的で、ビジョンシステムによって（少なくとも大まかに）判定され、ウェハロケーションマップ内に記憶され得る。

好ましくは、ウェハロケーションマップは、図１０に表示されているように、ピッキング可能な最初のデバイス１７の位置をも表示する。
したがって、ピッキングモジュールの下へのウェハの初期設置は、非常に高速に行われ、またこの表示に基づいたものである。
この初期位置から後続するピッキング可能なデバイスへの連続的移動は、合計移動時間を最小限におさえる目的で、ビジョンシステムによって判定された軌道に沿って行なわれる。

例えば二つの異なる品質の複数のデバイスまたは他のタイプのデバイス１８、１９などの、異なるタイプのデバイスが同一ウェハ上に存在することも頻繁に発生する。
この場合、最初に第一のタイプ／品質のデバイス１８のピッキングおよび試験を行ない、その後で次のタイプ１９のピッキングおよび試験を行なうことが望ましい場合が多い。
異なる二つの品質のデバイスを有するウェハの一例が、図１１に示されている。

デバイスの品質は、事前に、例えばウェハ試験中に判定されており、ウェハマップ２０内に表示されていてよい。
このウェハマップ内のこのデータは、（利用可能であるとき）ビジョンシステム５内に導入され、ビジョンシステムにより送出されるウェハロケーションマップとマージされて、図６に示されているように各デバイスについて品質係数Ｓ_ｉ，ｊを提供してもよい。
この品質係数は、デバイスがピッキングされる順序を判定するために使用されてよい。

また、ビジョンシステム５、５０は、ウェハマップ２０と生成されたウェハロケーションマップとの表示の一貫性を確認し、例えば、横列／縦列の数、欠落しているデバイスまたは基準デバイスの位置などが合致するか否かを検査することもできる。
データが合致しない場合、エラーメッセージが生成され、マージは実施されない。

きわめて多くの場合、優良デバイスは、それらの試験後に産出ステーションにおいて産出され、不良デバイスは取り除かれる。
試験機が、ウェハからピッキング可能な全てのデバイスをピッキングし試験した時点で、このウェハはウェハフィーダ４０により後方に移動させられ、ウェハの新しい画像がビジョンシステム５、５０によりキャプチャされる。
ほぼ全てのデバイスがピッキングされたウェハは、多くの場合「スケルトン」と呼ばれる。
ビジョンシステム５、５０は、このスケルトンの画像から別のファイル、産出表示マップを生成する。
この産出表示マップは、予定された結果と比較され、非一貫性またはエラーが検出される。

図１２は、ピッキング可能なデバイス１０’が残されている一方で、一つのインク付けされたデバイス１１’（すなわち不良であると想定されていたデバイス）が欠落している例を示している。
オペレータまたはコンピュータソフトウェアは、全てのインク付けされたデバイスおよび基準デバイスがそこにあること、そしてピッキング可能なデバイスが一切忘れられていないことを検査するために、産出表示マップ内でこの情報を使用することができる。
過度に多いエラーが存在する場合、オペレータ妥当性確認が要求される。

１ ウェハ
２ 粘着性フィルム
３ スタック
５ ビジョンシステム
６ 試験機
１０ デバイス
１１ 不良であることがわかっている各デバイス
１２ 基準デバイス
１３ 空隙
１７ ピッキング可能な最初のデバイス
１８ 異なる品質タイプのデバイス
１９ 異なる品質タイプのデバイス
２０ ウェハマップ
２１ ファイル
３０ テンショナー
４０ ウェハフィーダ
５０ カメラ
５０ ビジョンシステム
６１ 試験ステーション
６３ カメラ
６５ タレット
６６ ピッキングモジュール

特開２０００−０１２５７１号公報

本発明は、半導体産業におけるウェハの外観検査に関するものである。

集積回路は一般的に、さまざまなイメージング、被着およびエッチングのステップを含むプロセスで製造され、ドーピングおよびクリーニング作業によって補完される。
複数のデバイス（複数のダイまたはチップ）は、ウェハと呼ばれる一枚のスライス状のシリコンで生産されることが多い。
ウェハ上の各チップは、ウェハ試験として公知のプロセスで自動試験装置を用いて試験される。
この試験の結果、ウェハ内の各デバイスは、品質により分類される。
単純な試験においては、デバイスは単に「優良」または「不良」として分類される。
さらに細かい分類が用いられることもあり、その場合デバイスは「第一級」、「第二級」などとして分類される。

この試験の前または後で、ウェハはストリートに沿ってカットされて、複数の別個のデバイスが切り離された。
このプロセスは時としてウェハダイシングと呼ばれ、ダイシングしたウェハを生産する。
ダイシングは、デバイスに損傷を与え、その表面に粒子を落下させる可能性がある。
時には、不良デバイスがダイシングしたウェハから除去され、部分的なウェハが生産される。

図１は、この分離プロセス後の典型的なダイシングしたウェハ１を示している。
一枚のウェハは、ウェハのサイズおよび各々のデバイスの寸法に応じて、数百、数千または１０万個超のデバイス１０を有することができる。
複数の異なるデバイスが互いに分離されているため、それらは多くの場合、プラスチックフィルム２（時として粘着性フィルムと呼ばれる）上に接着によって保持される。
図１の例においては、粘着性フィルム上で一部のデバイスが欠落しているが、これは例えば、ウェハ試験後に意図的に取り除かれたからか、あるいは、チップの分離中または粘着性フィルムの搬送中などに発生し得るさまざまな問題の結果である。
「部分的なウェハ」とは、一部のデバイスが欠落しているダイシングしたウェハを意味する。

他のデバイス生産プロセスも結果として、粘着性フィルム上に接着によってマウントされた、複数の分離化されたデバイスの類似のセットをもたらす。
本出願においては、フィルム上のこれらの個別デバイスのセットは、「ウェハ」と呼び、たとえそれらが一枚のシリコンウェハにおける複数のダイの分離化の結果として得られるものでない場合も含む。

ウェハ上の複数のデバイス１０は、次にピッキングステーションで個別にピッキングされ、セラミック製またはプラスチック製のハウジング内にパッケージングされて、最終集積回路を構築する。

多くの場合、ウェハの各デバイスを個別に試験する必要がある。
このデバイス試験は、ウェハ試験の後に、かつ付加的に実施される。
デバイス試験の目的は、不良デバイス、すなわち機械的問題（例えば亀裂など）または電気的問題を有するチップを除去することにある。
この新しい試験の後、優良デバイスは例えば粘着性フィルム上に再設置されるかまたは、例えば搬送管内またはテープ内のようなデバイス収納システム内に装填される。

図２は、ウェハ内のデバイスを試験するための、典型的な試験配置を概略的に示している。
図の右側部分で、粘着性フィルム上にマウントされた複数のウェハ１がスタック３を形成している。
ウェハは、ウェハを移動させるウェハフィーダ４０によって、スタックから、図の左側部分にある試験機６へと連続して装填される。
この例において、試験機はタレット６５を含み、該タレットが有する複数の真空ノズル６６がタレット６５の回りを回転している。
ウェハの複数のデバイス１０は、試験機の装填ステーションにおいてノズル６６の一つによって連続的にピッキングされ、さまざまな電気的、機械的および／または光学的試験をデバイスに行なうために、複数の試験ステーション６１を通ってタレットによって循環させられる。
試験に合格しなかったデバイスは、優良デバイスと区別するために除去またはマーキングされる。
優良デバイスは、試験の後に粘着性フィルム上に再設置されるか、またはアウトプットステーションでデバイス収納システム内に装填される。
試験機６の動作は、例えばコンピュータワークステーション５である処理システムによって制御される。

前述のとおり、試験すべきウェハ１は不完全であり得、空隙、すなわちいかなるデバイスによっても占有されていない可能性のある位置を含む。
複数の空隙１３を有する部分的なウェハの一例が図３に示されている。

ウェハ試験が事前に行なわれている場合、ウェハ内に存在するデバイス１１の一部はすでに不良と識別（またはインク付け）されてしまっているかもしれない。
さらに、ウェハは多くの場合、ウェハ整列のための特殊なマーキングを有する基準デバイスと呼ばれる特徴的なデバイス１２を含み、これらの特徴的なデバイスは通常使用されず、ピッキングする必要がない。
ウェハまたはウェハが上にマウントされているフィルム２には、この特徴的なウェハを識別するための何らかのマーキング（図示せず）、例えばバーコードまたは２Ｄデータマトリクスが具備されている場合がある。
図３上の符号１０は、「ピッキング可能な」デバイス、すなわち優良であることが自明で試験する必要のあるデバイスに対応する。
不良であることがわかっているデバイスは、ピッキングをする必要も試験する必要もない。

図を見ればわかるように、ウェハの位置全てにピッキング可能なデバイス１０が入っているわけではない。
試験機６は、ピッキング可能なデバイス１０の位置を知らないことから、多くの場合、不良であることがわかっているデバイス１１、基準デバイス１２または空隙位置１３からデバイスをピッキングしようと試みる。
これらの位置からのピッキングおよび試験は、処理量、すなわち試験機６が毎時または毎日実施できる有意な試験の数を低減させる。

この問題を部分的に解決するため、ウェハ内のデバイスの数およびピッキング可能なデバイスの位置を表示するウェハマップを使用することがすでに提示されてきた。
このようなウェハマップは、例えばウェハがダイシングされる前のウェハ試験中に生成可能である。
それは多くの場合、例えばウェハ試験中に予め判定した各デバイスの状態が一つの文字で明記される単純なＡＳＣＩＩファイルで構成されている。

図３の部分的なウェハに対応するウェハマップ２０の一例は図４に示されている。
この例では、ウェハマップは、それが対応しているウェハと同じ数の行と列のマトリクスを含んでいる。
この例において基準デバイスを含む、不良であることがわかっている各デバイスは、Ｘという文字で表示され、各空隙（デバイスが全くない位置）がゼロ（「０」）でマーキングされている。
「１」は、ピッキング可能なデバイス、すなわちピッキングおよび試験するに値する優良性が自明のデバイスの位置を示す。

このウェハマップは、多くの場合、ワークステーション５内の適切なソフトウェアプログラムによってロードされ得るファイル２１内に記憶されている。
ワークステーションは、この情報を用いて、試験機６の下のウェハの変位を制御し、こうしてこのウェハマップの例においては「１」でマーキングされたピッキング可能な位置からだけデバイスをピッキングし試験する。

実際には、ウェハマップの使用は、数多くの障害を生じさせることが多い。
第一に、ウェハマップは、多くの場合、例えば異なる工場または異なる部屋である、個別デバイス試験が行なわれる場所とは異なる場所でウェハ試験中に生成される。
したがって、ウェハマップをこの遠隔の場所から移送してワークステーション５内にロードする必要がある。
ウェハマップが喪失したりまたは対応するウェハのデバイス試験に間に合うように受領されないという状況が発生する。
この場合、試験機６はこのデータなしで続行し、ウェハ上の考えられる全てのデバイスの場所を試行する必要があり、その結果試験プロセスは緩慢になる。

同様に、ウェハマップおよびウェハが混同される場合もあり、現在試験されているウェハに対応しないウェハマップがワークステーション５内にロードされることもある。
このような場合、試験機６は、空隙位置からデバイスをピッキングしようとするかまたはすでに不良であることあるいは欠落していることがわかっている不良デバイスを試験するかあるいは優良な可能性のあるデバイスを無視するかもしれない。

その上、一般的なウェハマップ２０は、ウェハに対応するマトリクスにおいてどのセルが優良および不良デバイスにより占有されているかだけを表示し、ピッキング可能なデバイスの配向および位置を提供しない。
作動中に、例えば予定の場所との関係においてシフトおよび／または回転しているような、デバイスが粘着性フィルム２上でわずかに誤配置されることが多く発生する。
この場合、試験機の装填ステーションにある真空ノズル６６は、誤配置されたまたは配向がずれたデバイスを高い信頼性でピッキングするのが困難になるかもしれない。
配向および位置を補正しノズル下でデバイスをセンタリングするため、このピッキングノズルの近くに付加的なカメラが具備される場合がある。
このカメラの視野は必然的に狭く、予定の位置を大きく外れて変位してしまったデバイスを包含しない。
それ故、この段階では、わずかな補正しか行なうことができない。

同様に、基準デバイスおよび他のマーキングの位置に基づいてウェハを整列させセンタリングするためにもカメラが使用されることが多い。
これらのカメラはウェハの全体的な位置および配向を送出するにすぎず、各デバイスの個別の位置および配向は送出しない。

一つまたは複数のデバイスが例えば１×１ｍｍ未満の上面表面積などの小さな寸法を有する場合、問題はさらに悪化する。
この場合、ピッキングエラーの危険性は極めて高い。実際、ピッキングノズルは、第一のデバイスまたはウェハ上のデバイスをピッキングするためにウェハとの関係において長い距離を走行しなければならない。
この初期変位中に累積するエラーはきわめて大きいものになり得、ピッキングノズルが、意図された第一のピッキング可能なデバイスをピッキングする代りに第一のピッキング可能なデバイスの隣接デバイスから開始することもおきてしまう。
第一のデバイスが優良デバイスではなく、ウェハがピッキング毎に一つのデバイスずつずれてしまうことから、ピッキングシーケンス全体がずれてしまう可能性がある。

特開２０００−０１２５７１号公報は、保持シート内の複数の半導体チップが低倍率の第一のカメラにより認識され、前記の認識により低品位マーキングがないと判断された一つの半導体チップが高倍率の第二のカメラにより認識され、この認識に基づいて、ＸＹテーブルが操作されピックアップ手段によるピックアップのために一つの半導体チップを位置決めするという、位置決め方法を開示している。

特開２０００−０２１５７１号公報中で開示されている装置において、第一の画像は、どのチップが低品位マーキングを有していないかだけを検出するために用いられている。すなわち第一の画像は複数のチップの個別の位置を判定するためには適していない。実際、特開２０００−０２１５７１号公報の装置では、半導体チップ上の複数のチップの個別の位置を判定するために高い倍率の第二のカメラにより第二の画像を撮影することが求められている。特開２０００−０２１５７１号公報の装置には、ピックアップ手段の下でウェハの位置を精細に調整するための手段は一切提供されていない。ＸＹテーブルは、高倍率の第二のカメラによる認識に基づいて、初めてかつ一回だけ移動させられる。ピッキングすべきチップがピックアップ手段の一般的部域内に来るようにＸＹテーブルを最初に位置づけするために第一の画像が使用されないことから、ＸＹテーブルは、第二のカメラが撮影した画像に基づいて大きな移動を行うことを余儀なくされ、こうして、認識されたデバイスは、ピックアップのためにピックアップ手段の一般的領域内に位置づけされる。同様に、ＸＹテーブルの精細な補正に関する言及も一切ない。したがって、ピックアップ手段の下のピッキングすべきデバイスの位置づけは緩慢であり、ピッキングすべき前記デバイスの正確な位置づけも、特開２０００−０２１５７１号公報の装置では達成不可能である。

したがって、本発明の目的は、先行技術のこれらの問題を解決するための配置および方法を提供することにある。

本発明によると、これらの目的は、粘着性フィルム上にマウントされたダイシングしたウェハを装填するためのウェハ装填ステーション、粘着性フィルムにテンションを加えるためのテンショナー、前記ウェハから複数のデバイスを連続的にピッキングするためのピッキングモジュール、および複数のデバイスを有する、ウェハまたは前記ウェハの各部分の第一の画像をキャプチャするための一つまたは複数のカメラを有するビジョンシステムを含む、ウェハハンドラを用いて達成され、前記第一の画像は複数のデバイスを表示するものであり、前記ビジョンシステムは、前記第一の画像から複数のデバイスの個別位置を判定するために配置されており、ウェハハンドラはさらに、前記ピッキングモジュールの近位に位置づけされピッキングすべきデバイスの第二の画像をキャプチャするために配置された追加のカメラを含み、第二の画像は、ピッキングすべきデバイスがピッキングモジュールの下でセンタリングされるようにウェハを精細に調整するために使用される。

こうして、ウェハを確認し、デバイスがダイシングしたウェハからピッキングされる直前にこのウェハのロケーションマップを作成することで、異なる場所で予め作成されたウェハマップを使用した場合におきる混同の危険性を回避する、という利点が得られる。
ウェハ位置付けマップの生成と、このウェハからのデバイスのピッキングに同じ機械が使用されることから、ピッキング機を制御するために誤ったウェハマップを使用してしまう危険性は完全に回避される。

さらに、ピッキング可能なデバイスのおおまかな位置は第一の画像から読取り可能であり、こうして、ピッキングモジュールがピッキング可能なデバイスの領域内におおまかに位置づけされることを保証する位置までウェハを非常に迅速かつ直接的に移動させることができる。このとき、第二の画像は、ピッキングすべきデバイスがピッキングモジュールの下でセンタリングしているように、ウェハの整列および配向の精細な補正を可能にするために使用されてよい。したがって、本発明の利点は、それが、ピッキングすべきデバイスの高速な場所特定を可能にすると同時に、ピックアップに最適な位置に来るようにピッキングすべき前記デバイスを正確に位置づけできるようにするという点にある。

一実施形態において、ビジョンシステムは、第一の画像から複数のデバイスさらには粘着性フィルム上に存在する全てのデバイスの個別の位置および配向を判定するように配置されている。
こうして、各デバイスの位置および配向を判定するために単一の画像が用いられ、こうして、ピッキングすべき各デバイスの個別の画像をキャプチャするのに必要であると考えられる時間や障害が回避される。

ビジョンシステムによりキャプチャされる画像は、なかでも、ピッキングモジュールの制御のために使用することができる。
一実施形態では、ウェハはウェハ変位ユニットにより移動させられて、ピッキングすべき各デバイスをピッキングモジュールの下、例えば真空ノズルの下で連続的にセンタリングする。
好ましくは、ウェハの連続的変位は、ピッキング可能な位置のリストを通して最短経路に沿ってウェハを移動させるように、ビジョンシステムによって制御され、第一の画像に応じて決定される。

一実施形態においては、ピッキングすべきデバイスがピッキングモジュールの下に移動させられた時点で、このデバイスの高解像度の第二の画像がキャプチャされる。
この第二の画像は、ピッキングモジュールの下でのウェハの精細な調整およびセンタリングのために用いられる。
好ましくは、この第二の画像の視野は第一の画像のものよりもはるかに小さく、ピッキングすべきデバイスだけかまたはこのデバイスとその直近のデバイスだけを表示する。
ピッキング可能なデバイスの大まかな位置は第一の大きな視野の画像から読取れることから、ピッキング不能位置での画像キャプチャのための時間的損失は一切無く、ピッキング可能なデバイスの大まかな位置まで非常に迅速にかつ直接的にウェハを移動させることができ、そこで、視界の狭い第二の高解像度画像が整列および配向の微細な補正を目的としてキャプチャされる。

一実施形態において、ダイシングしたウェハが設置される粘着性フィルムには、例えばバーコードまたはデータマトリクスであるコードが含まれる。
ビジョンシステムによりキャプチャされた第一の画像は、このコードを包含し、このコードはデコードされる。
こうして、映像は、ウェハの位置および／または配向、ウェハ内の各デバイスの個別の位置および／または配向に応じて決まるデータ、ならびに前記コードに応じて決まる付随データを生成する。一実施形態では、コードはウェハの識別情報を含む。

本発明は、一例として提供され図中に示されている一実施形態についての記載からより良く理解されるものである。

粘着性フィルム上のウェハの図である。 従来のウェハハンドラの概略図を示し、ここでピッキングモジュールは、予め判定したウェハマップによって制御されている。 複数のピッキング可能位置を示す粘着性フィルム上のウェハの図であり、ここで、インク付けされた一部の位置は不良デバイスに対応し、一部の位置は欠落したデバイスに対応し、一部は基準デバイスに対応している。 先行技術に係るウェハマップの一例である。 本発明に係るウェハハンドラの概略図であり、ここでピッキングモジュールは、予め判定したウェハマップによって制御されている。 本発明のビジョンシステムによって生成されるデータの一例を示す。 ウェハの全体的傾斜角度を示す粘着性フィルム上のウェハの図である。 ウェハ内の数個の誤整列デバイス全体にわたる拡大図である。 ウェハ内の数個の誤配向デバイス全体にわたる拡大図である。 第一のピッキング可能なデバイスの位置を示す、粘着性フィルム上のウェハの図である。 ウェハが、事前に識別された二つの異なる品質を有する二つのタイプのデバイスを含む、一枚の粘着性フィルム上のウェハの図である。 ピッキング作業後に残った「スケルトン」を示す、粘着性フィルム上のウェハの図である。

本明細書および請求の範囲において、「ウェハ」という用語は、通常はシリコン製のまたは他の任意の半導体元素製の完全なまたは部分的なあらゆるウェハを表わしている。
ウェハは、モノブロックであるかまたは、異なるデバイスが互いに分離されている場合にはダイシング（カット／分離化）されている可能性がある。
「ウェハ」という表現は本出願において、試験およびさらなる処理のため相次いでピッキングされ得る他のピッキング可能なデバイスのセットを呼称するためにも使用されている。
これには、非限定的に以下のものが含まれる：
−ウェハセラミックフレーム；
−一つまたは複数のウェハにあるデバイスが、初期の配置とは異なる配置で粘着性フィルム上に設置されている、再装着（または再構築）されたウェハ；および
−リードフレームストリップから成形プロセスを用いて製造され、粘着性フィルム上に設置され、分離化された、ＱＦＮデバイスなどの他のデバイス。

これらの粘着性フィルム上の異なる配置および他の類似の配置の分離化された複数のデバイスの全てを、本出願中で「ウェハ」と呼ぶ。

図５は、本発明に係るウェハハンドラを概略的に示している。
例示された配置には、ウェハ装填機３が含まれ、ここで、試験すべき複数のデバイスを有する複数のウェハ１が図の右側部分でスタック３を形成している。
このスタック内のウェハ１は、ウェハフィーダ４０で図の左側部分にある試験機６まで連続的に捕捉され移送される。符号３０はテンショナーすなわち、ウェハが接着的にマウントされている粘着性フィルムにテンションを加えて、それをしっかりと平坦に保持するための機器を表わしている。
テンショナーは、フィルムを保持する調節可能なフレームを含んでいてよい。

試験機６は、この実施例において、例えば減圧によりタレットの下にデバイスを保持するための真空ノズル６６である複数のピッキングモジュール６６を有する、回転式タレット６５を含む。
真空ノズルによって保持されたデバイスは、タレットがその回転でインデキシングされると、一つの試験ステーション６１から次の試験ステーションまで移動させられる。試験には例えば電気、機械および／または光学試験が含まれていてよい。
デバイスとしては、例えば非限定的にＬＥＤまたはＱＦＮコンポーネントなどのパッケージ化されたデバイスまたはダイが含まれていてよい。

第一のカメラ５０は、ウェハフィーダ４０上で、ウェハ装填ステーション３からタレット６まで移送される間に粘着性フィルム上のダイシングしたウェハ１の画像をキャプチャする。
好ましくは、カメラ５０はウェハ全体の画像をキャプチャできる、広角レンズと比較的低い解像度とを有する工業用ビデオカメラである。
例えば４台といった複数のカメラを互いに隣接して取り付け、１２インチウェハなどの非常に大きなウェハの画像をキャプチャするようにしてもよい。
別の実施形態では、同じカメラが大きいウェハに対し相対的に移動させられて、複数の連続する段階でウェハの高解像度の単一の第一の画像をキャプチャする。
好ましくは、同じウェハまたはウェハの各部分の多数の画像を、異なる照明条件下で連続的にキャプチャし、マージすることで、より多くの情報を提供する一つの高解像度画像を生成する。

カメラ５０は、画像およびデータデジタル処理システム５に接続されており、これらの要素５および５０は共に組合わされてビジョンシステムを形成する。
このビジョンシステムは、第一の画像から、ウェハロケーションマップ、すなわち、ウェハの各デバイスの少なくとも大まかな位置および／または配向を示すファイルまたはデータを生成する。
これに関連して、位置決定は、誤差が個別のデバイスのサイズの０．２５〜２倍である場合におおまかであると言われる。

好ましくは、ビジョンシステム５、５０は同様に、例えば時刻、機械の識別情報、および／または特に特定の製造バッチ、ロットまたは注文に属している場合に特定のウェハを識別できる粘着性フィルム上のバーコードなどのコードもしくはデータマトリクスからデコードされたデータなどを含めた、付加的なメタデータも測定し、ウェハロケーションマップに追加する。

コード１６に加えて、テンショナーまたはテンショナーにより保持されている粘着性フィルムは、一つまたは複数のマーカーを含むことができ、このマーカーは、ビジョンシステムにより認識されることができ、かつウェハ装填機からタレットまで移動する場合にそしてタレットの下でテンショナーを位置決めするために使用され得る。

ビジョンシステム５、５０によって生成されたウェハロケーションマップは、デバイスがウェハから連続的にピッキングされる装填ステーション７２において、ピッキングモジュール６６の下でウェハを位置決めし配向するために、試験機６によって使用される。
好ましい実施形態においては、ピッキングモジュール６６の下でデバイスの第２の精密な画像をキャプチャするため、そしてピッキングすべき連続する各デバイスの精細な位置調整およびセンタリングを行うために、付加的なより高解像度のカメラ６３が具備される。

こうして、一実施形態において、カメラ５０によりキャプチャされた第一の画像は、インプットノズル６６の下にピッキング可能な位置を連続的に設置させる目的で、ウェハを大まかに変位させるために使用される。精細なセンタリングおよび調整は、第二のカメラ６３でキャプチャされた画像に基づくものである。
したがって、第一のカメラ５０の一利点は、いかなるデバイス、またはいかなる優良デバイスも存在しないピッキングノズル６６の下の位置でのウェハの移動をさせないことにある。

ウェハの複数のデバイスは、試験機６の装填ステーション７２でノズル６６のうちの一つによって連続的にピッキングされ、タレット６５により循環させられて、さまざまな電気的、機械的および／または光学的試験を行なうための複数の試験ステーション６１内を通過する。試験に合格しなかったデバイスは、取り除かれるか、またはそれらの合格しなかったデバイスを優良デバイスと区別するためにマーキングされる。試験機６の動作は、ビジョンシステム５、５０によって生成されたウェハロケーションマップにより制御される。

ウェハロケーションマップの一例が図６に示されている。
このマップは、コンピュータファイル内に記憶され、該コンピュータファイルは、好ましくは、例えばコードまたはデータマトリクスから読み取られたウェハ識別情報（ｗａｆｅｒ−ｉｄ）、粘着性フィルム２上のウェハ１の全体的な位置および配向を示すためのウェハ配向および位置表示θ、Ｘ、Ｙ、ならびにウェハの各々の個別デバイスの配向および位置を示すためのデバイスの配向および位置表示のマトリクスθｉｊ、Ｘｉｊ、Ｙｉｊを含む。
任意には、品質表示Ｓｉｊが各デバイスに付随する品質を示し、例えば、デバイスが優良であるか、インク付けされている（不良）か、基準であるか、または特別な品質のものであるかなどを示す。

図６のウェハロケーションマップは単純なＡＳＣＩＩファイルである。
ＸＭＬファイルを含む他のファイル構造、または例えばデータベースシステム内での記録として記憶装置が好まれ得る。

図７は、粘着性フィルム２上のウェハ１の全体的な配向を定義する全体的配向角度θを示している。
この角度は、好ましくは、ビジョンシステム５、５０により測定され、ウェハロケーションマップ内に記憶される。
これは、ピッキングモジュールが正しい配向に沿ってデバイスの連続的横列（または縦列）を走査するために使用され得る。

図８は、ウェハ内のデバイス１０１〜１０４および１０５〜１０８の二本の連続する横列を示している。
ピックアンドプレース機器の不正確さのために、この機器がデバイスを粘着性フィルム上に設置するときに、デバイスがシフトされまたは回転させられてしまうかもしれない。
したがって、図示されている通り、粘着性フィルム上のデバイスの位置は予定されるものと異なる位置および配向であるかもしれない。
実施例において、デバイスは、誤整列され垂直軸Ｙに沿って変位させられている。
試験ステーション６のピッキングモジュール６６が、図に示されたＺ形状のラインに沿ってデバイスをピッキングする場合、第一のデバイス１０１および１０２は正しくピッキングされ、第三のデバイスはその縁部の極近で捕捉され、傾動してしまうかもしれない。
次のデバイス１０４は、第一の横列の走査中にピッキングされることはない。

デバイス１０５および１０６は、正しくピッキングされるが、１０７および１０８はピッキングされ損なう。
第一の横列に属するデバイス１０４が１０８に代わってピッキングされる。
これは、ウェハ上のデバイスの誤整列がピッキングの失敗およびデバイスの混同を導き得ることを示している。
したがって、ピッキングモジュール６６の下のウェハの位置の補正は、これらのエラーを補うために有用である。

ウェハの全体的な誤配向とは独立して、各デバイスｉ、ｊは、図９に示されているとおり、その独自の配向誤差θｉｊを有するかもしれない。
この個別の配向は、ピッキングノズルの下でデバイス（例えば一つのデバイス）をセンタリングし配向する目的で、ビジョンシステムによって（少なくとも大まかに）判定され、ウェハロケーションマップ内に記憶され得る。

好ましくは、ウェハロケーションマップは、図１０に表示されているように、ピッキング可能な最初のデバイス１７の位置をも表示する。
したがって、ピッキングモジュールの下へのウェハの初期設置は、非常に高速に行われ、またこの表示に基づいたものである。
この初期位置から後続するピッキング可能なデバイスへの連続的移動は、合計移動時間を最小限におさえる目的で、ビジョンシステムによって判定された軌道に沿って行なわれる。

例えば二つの異なる品質の複数のデバイスまたは他のタイプのデバイス１８、１９などの、異なるタイプのデバイスが同一ウェハ上に存在することも頻繁に発生する。
この場合、最初に第一のタイプ／品質のデバイス１８のピッキングおよび試験を行ない、その後で次のタイプ１９のピッキングおよび試験を行なうことが望ましい場合が多い。
異なる二つの品質のデバイスを有するウェハの一例が、図１１に示されている。

デバイスの品質は、事前に、例えばウェハ試験中に判定されており、ウェハマップ２０内に表示されていてよい。
このウェハマップ内のこのデータは、（利用可能であるとき）ビジョンシステム５内に導入され、ビジョンシステムにより送出されるウェハロケーションマップとマージされて、図６に示されているように各デバイスについて品質係数Ｓｉ，ｊを提供してもよい。
この品質係数は、デバイスがピッキングされる順序を判定するために使用されてよい。

また、ビジョンシステム５、５０は、ウェハマップ２０と生成されたウェハロケーションマップとの表示の一貫性を確認し、例えば、横列／縦列の数、欠落しているデバイスまたは基準デバイスの位置などが合致するか否かを検査することもできる。
データが合致しない場合、エラーメッセージが生成され、マージは実施されない。

きわめて多くの場合、優良デバイスは、それらの試験後に産出ステーションにおいて産出され、不良デバイスは取り除かれる。
試験機が、ウェハからピッキング可能な全てのデバイスをピッキングし試験した時点で、このウェハはウェハフィーダ４０により後方に移動させられ、ウェハの新しい画像がビジョンシステム５、５０によりキャプチャされる。
ほぼ全てのデバイスがピッキングされたウェハは、多くの場合「スケルトン」と呼ばれる。
ビジョンシステム５、５０は、このスケルトンの画像から別のファイル、産出表示マップを生成する。
この産出表示マップは、予定された結果と比較され、非一貫性またはエラーが検出される。

図１２は、ピッキング可能なデバイス１０’が残されている一方で、一つのインク付けされたデバイス１１’（すなわち不良であると想定されていたデバイス）が欠落している例を示している。
オペレータまたはコンピュータソフトウェアは、全てのインク付けされたデバイスおよび基準デバイスがそこにあること、そしてピッキング可能なデバイスが一切忘れられていないことを検査するために、産出表示マップ内でこの情報を使用することができる。
過度に多いエラーが存在する場合、オペレータ妥当性確認が要求される。

１ ウェハ
２ 粘着性フィルム
３ スタック
５ ビジョンシステム
６ 試験機
１０ デバイス
１１ 不良であることがわかっている各デバイス
１２ 基準デバイス
１３ 空隙
１７ ピッキング可能な最初のデバイス
１８ 異なる品質タイプのデバイス
１９ 異なる品質タイプのデバイス
２０ ウェハマップ
２１ ファイル
３０ テンショナー
４０ ウェハフィーダ
５０ カメラ
５０ ビジョンシステム
６１ 試験ステーション
６３ カメラ
６５ タレット
６６ ピッキングモジュール

特開２０００−０１２５７１号公報

Claims (13)

1. ウェハハンドラであって、
   粘着性フィルム（２）上にマウントされたウェハ（１）を装填するためのウェハ装填ステーション（３）と；
   粘着性フィルムにテンションを加えるためのテンショナー（３０）と；
   前記ウェハから複数のデバイスを連続してピッキングするためのピッキングモジュール（６６）と；
   前記ウェハまたは前記ウェハの各部分の第一の画像をキャプチャするための一つまたは複数のカメラ（５０）を有するビジョンシステム（５、５０）であって、前記第一の画像が複数のデバイスを含んでいるシステムとを含む、
   ウェハハンドラにおいて、
   前記ビジョンシステムが、前記第一の画像から複数のデバイスの個別位置を判定するために配置されており、かつ、ウェハハンドラがさらに、前記ピッキングモジュール（６６）の近位に位置決めされピッキングすべきデバイスの第二の画像をキャプチャするために配置された付加的なカメラ（６３）を含み、
   第二の画像が、ピッキングすべきデバイスがピッキングモジュールの下でセンタリングされるように、ウェハを精細に調整するために使用される、ウェハハンドラ。
2. 前記ビジョンシステムが、前記第一の画像から前記ウェハ内の複数のデバイスの個別の配向を判定するために配置されている、請求項１に記載のウェハハンドラ。
3. 前記ピッキングモジュールが、
   前記ピッキングモジュールの下でピッキングするためにデバイスをセンタリングし整列させることを目的とする、前記ピッキングモジュール（６６）の下で前記ウェハを変位させるための、一つのウェハ変位ユニット、を含み、
   前記ビジョンシステム（５、５０）が生成したウェハロケーションマップが、前記ウェハ変位ユニットの制御に使用される、請求項１または２に記載のウェハハンドラ。
4. 前記ウェハを識別するために前記粘着性フィルム（２）上にコード（１６）を含み、
   前記ビジョンシステムが、前記コードおよび前記粘着性フィルム上の各デバイスの個別位置に応じてデータを生成するために配置されており、
   前記データが前記ウェハの変位の制御に使用される、
   請求項１〜３のいずれか一つに記載のウェハハンドラ。
5. ウェハハンドリング方法であって、
   粘着性フィルム（２）上にマウントされたウェハ（１）を装填するステップと；
   前記粘着性フィルムにテンションを加えるステップと；
   前記粘着性フィルム上の前記ウェハの第一の画像をキャプチャするステップであって、前記第一の画像が複数のデバイス（１０）を表示しているステップと；
   前記第一の画像から前記部分的なウェハ内の複数のデバイスの個別位置を判定することによって、前記ウェハからのデバイスの連続的ピッキングの制御に前記第一の画像を使用するステップと；
   ウェハの第二の画像をキャプチャするステップと；
   ピッキングすべきデバイスがピッキングモジュールの下でセンタリングされるようにウェハを精細に調整するために、第二の画像を使用するステップと、を含むウェハハンドリング方法。
6. 前記第一の画像から、前記ウェハ内の複数のデバイスの個別の配向を判定するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. ピッキングモジュール（６６）の下でピッキングするためにデバイスをセンタリングし、整列させることを目的として、前記ピッキングモジュール（６６）の下で前記ウェハを変位させるステップをさらに含み、
   前記ウェハの変位の制御に前記第一の画像が使用される、請求項５または６に記載の方法。
8. 前記粘着性フィルム上のコードおよび前記粘着性フィルム上の各デバイスの個別位置に応じてデータを生成するステップをさらに含む、請求項５〜７のいずれか一つに記載の方法。
9. 前記データが、前記粘着性フィルム上の前記ウェハの全体的な位置および／または配向をさらに示している、請求項８に記載の方法。
10. 前記データが、前記粘着性フィルム上の第一のピッキング可能なデバイスの位置をさらに示している、請求項８または９に記載の方法。
11. 前記ウェハ内の各デバイスの品質パラメータを表示するウェハマップを提供するステップと；
    各デバイスの位置、配向および品質パラメータを表示するために前記第一の画像および前記ウェハマップに応じてデータを生成するステップとをさらに含む、請求項５〜１０のいずれか一つに記載の方法。
12. 前記デバイスがひとたびピッキングされた時点でウェハの第三の画像をキャプチャするステップと；
    前記粘着性フィルム上に残っているデバイスが前記第一の画像および／または前記ウェハマップに基づいて予定していたものに対応しているか否かを、前記第三の画像で確認するステップとをさらに含む、請求項５〜１１のいずれか一つに記載の方法。
13. 少なくとも一つのマーカーを前記テンショナーに具備するステップと；
    前記マーカーを含む画像をキャプチャするステップと；
    前記画像に基づいて前記テンショナーを位置決めするステップとをさらに含む、請求項５〜１２のいずれか一つに記載の方法。

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